油罐维温加热节电措施*

马桂新，刘风闯，王俊生

（中国石油大连润滑油厂，辽宁大连116032）

油罐维温加热节电措施*

马桂新，刘风闯，王俊生

（中国石油大连润滑油厂，辽宁大连116032）

计算了油罐实行维温加热能够节约的电量，为实施这项措施提供了理论依据。措施实施2年来，达到了预期的效果，2008、2009年总耗电量比2007年下降了约1/3，生产用电单耗降低了约0.6 kWh/t，证明这项措施切实可行有效。

维温加热；沿程摩阻；局部摩阻；性能曲线

调合装置是将1种或多种润滑油基础油作为组分油，在调合罐进行混合、加热，至工艺规定的温度范围后，按顺序加入各种添加剂，进行调合，以制得各种成品润滑油。成品润滑油经管道系统泵送火车出厂或付包装装置灌装。调合罐均为地上立式金属油罐，罐内安装分段管式加热器，采用大连石化三催化装置免费提供的余热进行热水循环加热。每年调合成品油7万t左右，出厂基础油和成品油16万t左右。2007年以前每年耗电量45万kWh左右，于是在2008年针对实际情况，制定了利用三催化装置余热对油罐进行维温加热的节电措施。

以往关于油品加热的规定是：调合时将罐内油品温度升至工艺规定的温度范围，调合后关闭加热，自然降温；若在防冻凝期，加热管内热水微量循环，保证油品不冻凝就可以了。这样，基础油向调合罐移动过程中及成品油在出库过程中，温度就会较低，粘度就会较大。泵运转的耗电量就会很大。这里以7508 CF-4 15/40用11号泵装车为例，分别计算油品温度为40℃和10℃时泵的耗电量。油品CF-4 15/40在40℃和10℃时的性质列于表1。

表1 油品CF-4 15/40在40℃和10℃时的性质Table 1 Properties of oil CF-4 15/40 at40℃and10℃

1 绘制输送40℃和10℃油品时泵的性能曲线

11号泵为电动离心泵，其型号为ZA80—2315D。1台离心泵，当工作转数为一定值时，其扬程H、效率η与泵流量Q之间有一定的对应关系，这种表示H—Q、η—Q的关系的曲线称为性能曲线。11号泵的性能曲线见图1，由泵制造厂提供，是输送常温清水时的性能曲线。

图1 11号泵系统的装置特性图Fig.1 Characteristic of No.11 pumpsystem

一般来说，一台离心泵在转数不变的情况下用来输送运动粘度大于20 mm2/s的液体时，泵的扬程、流量都要减小，泵的效率将降低，曲线都要下降，需进行性能曲线换算。

本文用美国水力协会的换算方法，从图1 H—Q、η—Q性能曲线中查出其最高效率点的各参数ηmax=62%，Hopt=74 m，Qopt=0.025 m3/s，并在Q=（0.6～ 1.2）Qopt的范围内取0.6Qopt、0.8Qopt、1.0Qopt、1.2Qopt四点，并查出各点对应的H和η值。根据Hopt、Qopt值及40℃和10℃油品的运动粘度值（从《泵和压缩机》图1-57上查出换算系数KQ、KH、Kη值。用Q=KQ·Q，Hν=KH·H，η=Kη·η三式进行计算，分别得输送40℃和10℃油品时4个对应点的参数。将这些参数值标绘到图1上，并用光滑曲线连接，便得到泵输送40℃和10℃油品时的性能曲线Hν1—Qν1，Hν2—Qν2，ην1—Qν1，ην2—Qν2。

2 绘制管路特性曲线

管路特性是指管径、管长、管阀件节流一定的某管路，输送性质一定的某种油品时，管道压降h随流量Q变化的关系，这种表示h—Q的关系的曲线称为管路特性曲线。同一管道，当所输油品粘度不同或管道阀件节流程度不同，管路特性曲线的陡度就不同。粘度愈大、节流愈多，管道特性曲线愈陡。管道压降h主要由3部分组成：油品沿管路的摩阻损失（沿程摩阻hr）；油品通过管件、阀件和设备（弯头、三通、闸阀、单向阀等）的摩阻损失（局部摩阻hj）和油品从起点输送到终端所克服的位差（高差ΔZ）。

11号泵出入口管线均为d=0.100 m的无缝钢管，全长L=230 m，包括25个90。双缝焊接弯头、10个三通、10个闸阀、一个单向阀、一次泵入口，全程高差ΔZ为10 m。

（1）沿程摩阻hr的计算，可按达西公式计算

g—重力加速度，m/s2；

λ—水力摩阻系数，其随流体的流态而不同（为雷诺数Re和相对粗糙度ε的函数）。

将有关数据代入上述公式，经计算得相应流量下的hr值，见表2。

（2）局部摩阻hj的计算

表2 输40℃和10℃油品时的沿程摩阻Table 2 Frictionindexes whentransporting 40℃and10℃oil

式中：ξ0—紊流状态下的局部阻力系数，由《油库设计与管理》表3-6查得；

φ—与雷诺数有关的修正系数，根据Re值由《油库设计与管理》表3-7查得。

将有关数据代入上述公式，得相应流量下的hj值，见表3。

表3 输40℃和10℃油品时的局部摩阻及管道压降Table 3 Partial resistance andpipe pressure dropwhentransporting 40℃and10℃oil

（3）绘制管路特性曲线

将表3的Q、h数据标绘在图1上并用光滑曲线连接，得输送40℃和10℃时油品时的管路特性曲线hν1—Qν1，hν2—Qν2。

3 确定输送40℃和10℃油品的工作点

由泵和水力学可知，离心泵性能曲线上的每一点，表示在相应流量下泵所给出的压头（能量）；而管路特性曲线上的每一点，表示在相应流量下为克服管路摩阻和管路终点与起点高差所需的压头。这两条曲线的交点便是泵与管路系统处于平衡状态的工作点，其对应下的流量、扬程、效率便是泵的工作流量、工作扬程、工作效率。

将hν1—Qν1，hν2—Qν2分别与Hν1—Qν1，Hν2—Qν2相迭合，两曲线交点A1、A2即为输送40℃和10℃油品时的工作点，即装置特性，从图上可查出工作流量Qν、工作扬程Hν、工作效率ην，列于表4。

表4 输送40℃和10℃油品时的工作点的数值Table 4 Value of operating points whentransporting 40℃and 10℃oil

4 计算装1车Q=60 m3的40℃和10℃油品的耗电量

根据下列公式计算轴功率Nν，耗电量Wν。下两式中字母为斜体

将有关数据代入上述公式，计算结果列于表5。

表5 装一车60 m3的40℃和10℃油品时的耗电量Table 5 Electricity consumptions forfilling a60 m3tanker with 40℃and10℃oil

5 结论

由表5可见，温度较高（40℃）时，装一车60 m3的油品要比温度低（10℃）时少耗电19.346 kWh。装置2007年调合7.2万t、出厂16.2万t油品，如果在平均温度40℃情况下移动，比在平均温度10℃的情况下，预计每年可节约用电9万kWh。

如果润滑油长期储存在50℃以上，容易氧化变质，故在2008年采取的节电措施是：通过调节油罐加热管进出口阀门开度，使罐内油品温度保持在40～50℃之间，即维温加热。

经过2年的运行，2008、2009年总耗电量比2007年耗电量下降约1/3，生产用电单耗降低约0.6 kWh/t。充分证明了这项措施切实、可行、有效。

[1]郭光臣，董文兰，张志廉.油库设计与管理[M].北京：石油大学出版社，2005.

[2]钱锡俊，陈弘.泵和压缩机[M]北京：石油大学出版社，2004.

[3]郭光臣.炼油厂油品储运[M].北京：中国石化出版社，1999.

[4]袁恩熙.工程流体力学[M].北京：石油工业出版社，2003.

[5]杨筱蘅，张国忠.输油管道设计与管理[M].北京：石油大学出版社，2004.

Discussion on Electricity Saving Measure of Oil Tank With Temperature-keeping Process by Heating

MA Gui-xin，LIU Feng-chuang，WANGJun-sheng
（PetroChinaDalianBlending Plant，Liaoning Dalian116032，China）

Afterimplementing temperature-keeping measure by heating foroil tank，electricity saving quantity was calculated，whichprovidedatheory basis forimplementationof the measure.After2 years of implementation，the measure reduced total consumption by 1/3 in 2008 and 2009 than in 2007.Per-unit electricity consumption of production reducedby 0.6 kWh/t.Itwas provedby factthatthe measure is practical，feasible andeffective.

Temperature-keeping by heating；Frictionindex；Partial resistance；Performance curve

TQ083+.4

A

1671-0460（2010）04-0403-03

2010-06-18

马桂新（1968-），女，辽宁康平人，工程师，1991年毕业于抚顺石油学院石油储运专业，一直从事润滑油调合工作。E-mail：maguixinshiyou@163.com。